3.4力的合成和分解 同步练习—2021-2022学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册（word 含答案）
文档属性
| 名称 | 3.4力的合成和分解 同步练习—2021-2022学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册（word 含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 528.8KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-11-10 12:23:55 | ||
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文档简介
力的合成和分解
一、单选题
1．已知力、夹角为150°，，若保持的大小和方向、的方向均不变，则在从零逐渐增大到8N的过程中，、的合力（ ）
A．一定逐渐增大 B．一定逐渐减小
C．可能先变小后变大 D．可能先变大后变小
2．有三个力：，，，则（ ）
A．和可能是的两个分力 B．和可能是的两个分力
C．和可能是的两个分力 D．上述结果都不对
3．平均速度和力的合成都有一个共同的思想方法，这个方法是（ ）
A．理想化方法 B．等效替代方法 C．控制变量方法 D．实验方法
4．一物块在固定的斜面上沿着斜面向下滑动，分别对物块施加大小相等的力F，施力后物块仍然沿斜面向下滑动。则力F使物块所受的摩擦为一定增大的是（ ）
A．F的方向垂直于斜面向上 B．F的方向沿斜面向下
C．F的方向沿斜面向上 D．F的方向竖直向下上
5．下列说法中正确的是（ ）
A．一个1N的力不可能分解为4N和6N的两个力
B．一个2N的力可以分解为8N和12N的两个力
C．一个5N的力不可能分解为两个5N的力
D．一个8N的力可以分解为4N和3N的两个力
6．一位体操运动员在水平地面上做倒立动作，下列图中沿每只手臂受到的力最小的是（ ）
A． B．
C． D．
7．如图所示，用一根长为l的细绳一端固定在O点，另一端悬挂质量为m的小球A，为使小球A处于静止状态时细绳与竖直方向成角且绷紧，则对小球施加的最小外力的大小是（ ）
A． B． C． D．
8．在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验过程中，下列叙述正确的是（ ）
A．两弹簧测力计的拉力互成的角度一定为
B．两弹簧测力计的拉力一定都比橡皮筋的拉力小
C．两次拉橡皮筋时，固将橡皮筋结点拉到同一位置O，这样做的目的是保证两次弹簧测力计拉力的效果相同
D．若只增大某一只弹簧测力计的拉力大小而保持橡皮筋结点位置不变，只需调整另一只弹簧测力计拉力的大小即可
9．如图所示，用绳将重为G的球挂在光滑墙上，绳与竖直墙的夹角为θ，则（ ）
A．球对墙的压力大小Gtan θ
B．球对墙的压力的方向垂直墙面向右
C．绳子中的张力大小为Gsin θ
D．绳子中的张力的方向沿绳子拉伸的方向
10．有五个力作用于一点O，这五个力构成一个正六边形的两邻边和三角对角线，如图所示，则这五个力的合力是F3的（ ）
A．2倍 B．3倍 C．4倍 D．5倍
11．物体同时受到同一平面内三个共点力的作用,下列几组力的合力可能为零的是（ ）
A．1N，6N，8N B．5N，2N，1N C．1N，5N，10N D．2N，3N，5N
12．一物体受到三个共点力F1、F2、F3共同作用，其力的矢量关系如图所示，则它们的合力大小是（ ）
A．0 B．2F1
C．F3 D．2F2
13．如图所示为十人叠成的四层静态造型。假设每个人的质量均为，重力加速度取，最底层中间两人的每一只脚对水平地面的压力大小为（ ）
A． B． C． D．
14．如图所示，一个“Y”形弹弓顶部跨度为，两根相同的橡皮条自由长度均为，在两橡皮条的末端用一块软羊皮（长度不计）做成皮兜。若橡皮条的弹力与形变量的关系满足胡克定律，且劲度系数为，发射弹丸时每根橡皮条的最大长度为（弹性限度内），则发射过程中皮兜对弹丸的最大作用力为（ ）
A． B． C． D．
15．2021年8月2日，中国队选手刘洋获得东京奥林匹克金牌，吊环项目中有一个高难度的动作，体操运动员先用双手撑住吊环（设开始时两绳间距与肩同宽），然后身体下移，双臂缓慢张开到如图所示位置。若吊环的两根绳的拉力大小相等，则在两手之间的距离缓慢增大的过程中，拉力及其合力的大小变化情况为（ ）
A．增大，不变 B．增大，增大
C．增大，减小 D．减小，不变
16．将处于静止状态的物体所受重力按力的效果进行分解，图中错误的是（ ）
A． B．
C． D．
17．一物体受到三个共面共点力、、的作用，三力的矢量关系如图所示（各小方格边长相等），则下列说法正确的是（ ）
A．三力的合力有最大值，方向不确定
B．三力的合力有唯一值，方向与同向
C．三力的合力有唯一值，方向与同向
D．由题给条件无法求出合力大小
18．如图所示，将绳子的一端系在汽车上，另一端系在等高的树干上，两端点间绳长为10 m。用300 N的拉力把水平绳子的中点往下拉离原位置0.5 m，不考虑绳子的重力和绳子的伸长量，则绳子作用在汽车上的力的大小为（ ）
A．1 500 N B．6 000 N C．300 N D．1 500 N
二、实验题
19．“探究力的合成的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。
（1）图乙中的F与两力中，方向一定沿AO方向的是___________
（2）本实验采用的科学方法是___________
A．理想实验法 B．等效替代法 C．控制变量法
（3）本实验中以下说法正确的是___________
A．两根细绳必须等长
B．橡皮筋应与两绳夹角的平分线在同一直线上
C．在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行
D．把橡皮筋的另一端拉到O点时，两个弹簧秤之间夹角必须取
试卷第1页，共3页
参考答案
1．B
【详解】
从图中可以看出，当合力与垂直时，合力最小，此时为
所以在从零逐渐增大到8N的过程中，合力逐渐减小，ACD错误，B正确。
故选B。
2．D
【详解】
根据分力与合力的关系，可知A、B、C均不可能。
故选D。
3．B
【详解】
平均速度和力的合成都有一个共同的思想方法，这个方法是等效替代方法。
故选B。
4．D
【详解】
A．F的方向垂直于斜面向上，物块对斜面的正压力减小，所受的摩擦力一定减小，故A错误；
BC．F的方向沿斜面向下或向下，物块对斜面的正压力不变，所受的摩擦力一定不变，故BC错误；
D．F的方向竖直向下上，由于F在垂直斜面向下存在分力，所以物块对斜面的正压力增大，所受的摩擦力一定增大，故D正确。
故选D。
5．A
【详解】
A．因4N和6N的两个力的合力范围是2N~10N，则一个1N的力不可能分解为4N和6N的两个力，选项A正确；
B．因8N和12N的两个力的合力范围是4N~20N，一个2N的力不可以分解为8N和12N的两个力，选项B错误；
C．因5N和5N的两个力的合力范围是0N~10N，一个5N的力可能分解为两个5N的力，选项C错误；
D．因4N和3N的两个力的合力范围是1N~7N，一个8N的力不可以分解为4N和3N的两个力，选项D错误。
故选A。
6．A
【详解】
以运动员为研究对象，运动员受到重力和沿两手臂方向的支持力作用，沿两手臂方向的支持力的合力与重力大小相等。在合力一定时，两分力的夹角越小，两分力就越小，BCD错误，A正确。
故选A。
7．C
【详解】
以小球为研究对象，分析受力，作出力图如图，
根据作图法分析得到，当小球施加的力F与细绳垂直时，所用的力最小。根据平衡条件得
F的最小值为
Fmin=Gsin30°=mg
所以ABD错误、C正确；
故选C。
8．C
【详解】
A．两细线拉橡皮条时，只要确保拉到同一点即可，不一定两绳间夹角取90°，A错误；
B．两弹簧测力计的拉力的合力与橡皮筋的拉力大小相等，两弹簧测力计的拉力可以同时比橡皮筋的拉力大，B错误；
C．两次拉橡皮筋时，为了使两次达到效果相同，橡皮筋结点必须拉到同一位置O，C正确；
D．结点位置不变，合力不变，当一只弹簧测力计的拉力大小改变时，另一弹簧测力计的拉力的大小和方向必须都改变，D错误。
故选C。
9．A
【详解】
将球受到的重力进行分解，重力产生两个效果。第一，使绳绷紧产生形变，由于绳的形变沿绳的方向，故重力作用的这个效果用重力沿绳方向的分力G1来表示；第二，重力作用使球水平向左挤压竖直墙面，使墙产生形变，重力的这一效果用垂直接触面的分力G2表示，作出平行四边形。
球处于平衡态，由力的平行四边形定则得，球对墙的压力大小
F1=G2=Gtan θ
方向垂直墙面向左；
绳子中的张力大小
F2=G1=
方向沿绳子收缩的方向。
故选A。
10．B
【详解】
根据平行四边行定则可知，F1与F4合成，合力为F3，F2 与F5合成，合力为F3，再将这两个合力与F3合成，得五个力的合力为3F3。
故选B。
11．D
【详解】
A．1N与6N合成最大7N，最小5N，不可能为8N，故与第三个力不可能平衡，故A错误；
B．5N和2N合成最大7N，最小3N，不可能为1N，故与第三个力不可能平衡，故B错误；
C．1N和5N合成最大6N，最小4N，不可能为10N，故与第三个力不可能平衡，故C错误；
D．2N和3N合成最大5N，最小1N，当取5N时，与第三个力平衡，故D正确。
故选D。
12．D
【详解】
根据三角形定则，F1与F3的合力等于从F1的起点到F3的终点的有向线段，即与F2相同，合力等于2倍的F2，故D正确，ABC错误；
故选D。
13．B
【详解】
由对称性知上面第二层的人一只脚对第三层人的压力大小为；由对称性知第三层中间人一只脚对底层人的压力大小为，第三层两侧人一只脚对底层人的压力大小为；最底层中间两人的一只脚对水平地面的压力大小为
故选B。
14．C
【详解】
当橡皮条的长度为时，皮兜对弹丸有最大作用力，为
根据几何关系
解得
故选C。
15．A
【详解】
对人受力分析：人受到重力、两绳的拉力，由平衡条件可知，两绳拉力的合力与人的重力大小相等，人的重力不变，所以它们的合力F不变。在两手之间的距离缓慢增大的过程中，两绳之间的夹角变大，而两绳拉力的合力不变，两个拉力T都要增大。
故选A。
16．C
【详解】
A．重力产生了使物体下滑的效果及压斜面的效果；故两分力即图中所示；故A正确；
B．重力产生了向两边拉绳的效果，故B正确；
C．重力产生了向两墙壁的挤压的效果，故两分力应垂直于接触面；故C错误；
D．重力产生了拉绳及挤压斜面的效果，故作图正确；故D正确；
本题选错误的；故选C。
17．B
【详解】
根据三力的图示，知、在竖直方向的分力大小均为3个单位，方向相反，在水平方向的分力分别为6个单位和2个单位，方向与的方向相同，三个力的合力为12个单位，与的方向相同，大小是的3倍，即
故B正确，ACD错误。
故选B。
18．A
【详解】
由题意可知绳子与水平方向夹角的正弦值为
sin α＝＝0.1
所以绳子的作用力为
F绳＝＝1 500 N
故A正确；BCD错误。
故选A。
19． B C
【详解】
（1）用一个弹簧秤拉橡皮条时，拉力一定沿着OA方向，即一定沿着OA方向。
（2）分力与合力的关系是等效替代，就是两个分力的作用效果与一个力的作用效果相同。
故选B。
（3）A．两个细绳套的作用是记录弹簧秤拉力的方向，没必要等长，A错误；
B．两个弹簧秤的拉力并不相等，因此合力并不在角平分线上，因此橡皮筋并不在两绳夹角的平分线上，B错误；
C．在使用弹簧秤时要使弹簧秤与木板平面平行，C正确；
D．把橡皮筋的另一端拉到O点时，两个弹簧秤之间夹角可以是任意角度，D错误。
故选C。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、单选题
1．已知力、夹角为150°，，若保持的大小和方向、的方向均不变，则在从零逐渐增大到8N的过程中，、的合力（ ）
A．一定逐渐增大 B．一定逐渐减小
C．可能先变小后变大 D．可能先变大后变小
2．有三个力：，，，则（ ）
A．和可能是的两个分力 B．和可能是的两个分力
C．和可能是的两个分力 D．上述结果都不对
3．平均速度和力的合成都有一个共同的思想方法，这个方法是（ ）
A．理想化方法 B．等效替代方法 C．控制变量方法 D．实验方法
4．一物块在固定的斜面上沿着斜面向下滑动，分别对物块施加大小相等的力F，施力后物块仍然沿斜面向下滑动。则力F使物块所受的摩擦为一定增大的是（ ）
A．F的方向垂直于斜面向上 B．F的方向沿斜面向下
C．F的方向沿斜面向上 D．F的方向竖直向下上
5．下列说法中正确的是（ ）
A．一个1N的力不可能分解为4N和6N的两个力
B．一个2N的力可以分解为8N和12N的两个力
C．一个5N的力不可能分解为两个5N的力
D．一个8N的力可以分解为4N和3N的两个力
6．一位体操运动员在水平地面上做倒立动作，下列图中沿每只手臂受到的力最小的是（ ）
A． B．
C． D．
7．如图所示，用一根长为l的细绳一端固定在O点，另一端悬挂质量为m的小球A，为使小球A处于静止状态时细绳与竖直方向成角且绷紧，则对小球施加的最小外力的大小是（ ）
A． B． C． D．
8．在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验过程中，下列叙述正确的是（ ）
A．两弹簧测力计的拉力互成的角度一定为
B．两弹簧测力计的拉力一定都比橡皮筋的拉力小
C．两次拉橡皮筋时，固将橡皮筋结点拉到同一位置O，这样做的目的是保证两次弹簧测力计拉力的效果相同
D．若只增大某一只弹簧测力计的拉力大小而保持橡皮筋结点位置不变，只需调整另一只弹簧测力计拉力的大小即可
9．如图所示，用绳将重为G的球挂在光滑墙上，绳与竖直墙的夹角为θ，则（ ）
A．球对墙的压力大小Gtan θ
B．球对墙的压力的方向垂直墙面向右
C．绳子中的张力大小为Gsin θ
D．绳子中的张力的方向沿绳子拉伸的方向
10．有五个力作用于一点O，这五个力构成一个正六边形的两邻边和三角对角线，如图所示，则这五个力的合力是F3的（ ）
A．2倍 B．3倍 C．4倍 D．5倍
11．物体同时受到同一平面内三个共点力的作用,下列几组力的合力可能为零的是（ ）
A．1N，6N，8N B．5N，2N，1N C．1N，5N，10N D．2N，3N，5N
12．一物体受到三个共点力F1、F2、F3共同作用，其力的矢量关系如图所示，则它们的合力大小是（ ）
A．0 B．2F1
C．F3 D．2F2
13．如图所示为十人叠成的四层静态造型。假设每个人的质量均为，重力加速度取，最底层中间两人的每一只脚对水平地面的压力大小为（ ）
A． B． C． D．
14．如图所示，一个“Y”形弹弓顶部跨度为，两根相同的橡皮条自由长度均为，在两橡皮条的末端用一块软羊皮（长度不计）做成皮兜。若橡皮条的弹力与形变量的关系满足胡克定律，且劲度系数为，发射弹丸时每根橡皮条的最大长度为（弹性限度内），则发射过程中皮兜对弹丸的最大作用力为（ ）
A． B． C． D．
15．2021年8月2日，中国队选手刘洋获得东京奥林匹克金牌，吊环项目中有一个高难度的动作，体操运动员先用双手撑住吊环（设开始时两绳间距与肩同宽），然后身体下移，双臂缓慢张开到如图所示位置。若吊环的两根绳的拉力大小相等，则在两手之间的距离缓慢增大的过程中，拉力及其合力的大小变化情况为（ ）
A．增大，不变 B．增大，增大
C．增大，减小 D．减小，不变
16．将处于静止状态的物体所受重力按力的效果进行分解，图中错误的是（ ）
A． B．
C． D．
17．一物体受到三个共面共点力、、的作用，三力的矢量关系如图所示（各小方格边长相等），则下列说法正确的是（ ）
A．三力的合力有最大值，方向不确定
B．三力的合力有唯一值，方向与同向
C．三力的合力有唯一值，方向与同向
D．由题给条件无法求出合力大小
18．如图所示，将绳子的一端系在汽车上，另一端系在等高的树干上，两端点间绳长为10 m。用300 N的拉力把水平绳子的中点往下拉离原位置0.5 m，不考虑绳子的重力和绳子的伸长量，则绳子作用在汽车上的力的大小为（ ）
A．1 500 N B．6 000 N C．300 N D．1 500 N
二、实验题
19．“探究力的合成的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。
（1）图乙中的F与两力中，方向一定沿AO方向的是___________
（2）本实验采用的科学方法是___________
A．理想实验法 B．等效替代法 C．控制变量法
（3）本实验中以下说法正确的是___________
A．两根细绳必须等长
B．橡皮筋应与两绳夹角的平分线在同一直线上
C．在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行
D．把橡皮筋的另一端拉到O点时，两个弹簧秤之间夹角必须取
试卷第1页，共3页
参考答案
1．B
【详解】
从图中可以看出，当合力与垂直时，合力最小，此时为
所以在从零逐渐增大到8N的过程中，合力逐渐减小，ACD错误，B正确。
故选B。
2．D
【详解】
根据分力与合力的关系，可知A、B、C均不可能。
故选D。
3．B
【详解】
平均速度和力的合成都有一个共同的思想方法，这个方法是等效替代方法。
故选B。
4．D
【详解】
A．F的方向垂直于斜面向上，物块对斜面的正压力减小，所受的摩擦力一定减小，故A错误；
BC．F的方向沿斜面向下或向下，物块对斜面的正压力不变，所受的摩擦力一定不变，故BC错误；
D．F的方向竖直向下上，由于F在垂直斜面向下存在分力，所以物块对斜面的正压力增大，所受的摩擦力一定增大，故D正确。
故选D。
5．A
【详解】
A．因4N和6N的两个力的合力范围是2N~10N，则一个1N的力不可能分解为4N和6N的两个力，选项A正确；
B．因8N和12N的两个力的合力范围是4N~20N，一个2N的力不可以分解为8N和12N的两个力，选项B错误；
C．因5N和5N的两个力的合力范围是0N~10N，一个5N的力可能分解为两个5N的力，选项C错误；
D．因4N和3N的两个力的合力范围是1N~7N，一个8N的力不可以分解为4N和3N的两个力，选项D错误。
故选A。
6．A
【详解】
以运动员为研究对象，运动员受到重力和沿两手臂方向的支持力作用，沿两手臂方向的支持力的合力与重力大小相等。在合力一定时，两分力的夹角越小，两分力就越小，BCD错误，A正确。
故选A。
7．C
【详解】
以小球为研究对象，分析受力，作出力图如图，
根据作图法分析得到，当小球施加的力F与细绳垂直时，所用的力最小。根据平衡条件得
F的最小值为
Fmin=Gsin30°=mg
所以ABD错误、C正确；
故选C。
8．C
【详解】
A．两细线拉橡皮条时，只要确保拉到同一点即可，不一定两绳间夹角取90°，A错误；
B．两弹簧测力计的拉力的合力与橡皮筋的拉力大小相等，两弹簧测力计的拉力可以同时比橡皮筋的拉力大，B错误；
C．两次拉橡皮筋时，为了使两次达到效果相同，橡皮筋结点必须拉到同一位置O，C正确；
D．结点位置不变，合力不变，当一只弹簧测力计的拉力大小改变时，另一弹簧测力计的拉力的大小和方向必须都改变，D错误。
故选C。
9．A
【详解】
将球受到的重力进行分解，重力产生两个效果。第一，使绳绷紧产生形变，由于绳的形变沿绳的方向，故重力作用的这个效果用重力沿绳方向的分力G1来表示；第二，重力作用使球水平向左挤压竖直墙面，使墙产生形变，重力的这一效果用垂直接触面的分力G2表示，作出平行四边形。
球处于平衡态，由力的平行四边形定则得，球对墙的压力大小
F1=G2=Gtan θ
方向垂直墙面向左；
绳子中的张力大小
F2=G1=
方向沿绳子收缩的方向。
故选A。
10．B
【详解】
根据平行四边行定则可知，F1与F4合成，合力为F3，F2 与F5合成，合力为F3，再将这两个合力与F3合成，得五个力的合力为3F3。
故选B。
11．D
【详解】
A．1N与6N合成最大7N，最小5N，不可能为8N，故与第三个力不可能平衡，故A错误；
B．5N和2N合成最大7N，最小3N，不可能为1N，故与第三个力不可能平衡，故B错误；
C．1N和5N合成最大6N，最小4N，不可能为10N，故与第三个力不可能平衡，故C错误；
D．2N和3N合成最大5N，最小1N，当取5N时，与第三个力平衡，故D正确。
故选D。
12．D
【详解】
根据三角形定则，F1与F3的合力等于从F1的起点到F3的终点的有向线段，即与F2相同，合力等于2倍的F2，故D正确，ABC错误；
故选D。
13．B
【详解】
由对称性知上面第二层的人一只脚对第三层人的压力大小为；由对称性知第三层中间人一只脚对底层人的压力大小为，第三层两侧人一只脚对底层人的压力大小为；最底层中间两人的一只脚对水平地面的压力大小为
故选B。
14．C
【详解】
当橡皮条的长度为时，皮兜对弹丸有最大作用力，为
根据几何关系
解得
故选C。
15．A
【详解】
对人受力分析：人受到重力、两绳的拉力，由平衡条件可知，两绳拉力的合力与人的重力大小相等，人的重力不变，所以它们的合力F不变。在两手之间的距离缓慢增大的过程中，两绳之间的夹角变大，而两绳拉力的合力不变，两个拉力T都要增大。
故选A。
16．C
【详解】
A．重力产生了使物体下滑的效果及压斜面的效果；故两分力即图中所示；故A正确；
B．重力产生了向两边拉绳的效果，故B正确；
C．重力产生了向两墙壁的挤压的效果，故两分力应垂直于接触面；故C错误；
D．重力产生了拉绳及挤压斜面的效果，故作图正确；故D正确；
本题选错误的；故选C。
17．B
【详解】
根据三力的图示，知、在竖直方向的分力大小均为3个单位，方向相反，在水平方向的分力分别为6个单位和2个单位，方向与的方向相同，三个力的合力为12个单位，与的方向相同，大小是的3倍，即
故B正确，ACD错误。
故选B。
18．A
【详解】
由题意可知绳子与水平方向夹角的正弦值为
sin α＝＝0.1
所以绳子的作用力为
F绳＝＝1 500 N
故A正确；BCD错误。
故选A。
19． B C
【详解】
（1）用一个弹簧秤拉橡皮条时，拉力一定沿着OA方向，即一定沿着OA方向。
（2）分力与合力的关系是等效替代，就是两个分力的作用效果与一个力的作用效果相同。
故选B。
（3）A．两个细绳套的作用是记录弹簧秤拉力的方向，没必要等长，A错误；
B．两个弹簧秤的拉力并不相等，因此合力并不在角平分线上，因此橡皮筋并不在两绳夹角的平分线上，B错误；
C．在使用弹簧秤时要使弹簧秤与木板平面平行，C正确；
D．把橡皮筋的另一端拉到O点时，两个弹簧秤之间夹角可以是任意角度，D错误。
故选C。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页